The context where European manufacturers of industrial systems operate has dramatically changed over recent years. One of the main causes of this transformation can be related to the Industry 4.0 trend. In particular, the research has concentrated on the cornerstones of this industrial revolution such as digitalisation and integration of information, simulation and modelling of manufacturing process and analysis and exploitation of data. The following project, to address these issues, aims to combine two different technologies: Petri Net models and Ontology models. The purpose of this work is to apply the two techniques in a combined way in order to obtain an enhanced framework able to model and evaluate the behaviour of manufacturing processes. Ontologies are a powerful instrument for the management of the knowledge and the data integration across different domains but they lack the ability to conduct performance analysis. This very same gap can be filled by Petri net, which enables to model a manufacturing system, representing both its static and dynamic behaviour, and to extract performance results through simulation. The quantitative output of Petri Net model is further re-elaborated by means of inference capability of Ontology, offering enriched results to the user. Therefore, the integration of these two technologies will support modelling, simulation, performance assessment of a manufacturing system.

Il contesto manifatturiero europeo è drammaticamente cambiato negli ultimi anni. Una delle cause principali di tale cambiamento può essere attribuita al trend dell’Industria 4.0. In particolare, la ricerca si è concentrata sui pilastri di digitalizzazione e integrazione delle informazioni, simulazione e modellazione del processo manifatturiero e analisi e utilizzo di tali dati, caratteristici di questa rivoluzione industriale. Questo progetto ha l’obiettivo di combinare due tecnologie differenti per affrontare tali questioni: le reti di Petri e le Ontologie. Lo scopo di questa tesi è applicare le due tecniche in una maniera combinata al fine di ottenere un mezzo con delle capacità superiori in grado di modellare e valutare il comportamento dei processi manifatturieri. Le Ontologie sono un potente strumento per la gestione della conoscenza e l’integrazione dei dati fra domini diversi, ma mancano della capacità di svolgere analisi di performance. Questa limitazione può essere colmata dalle reti di Petri, che consentono di modellare un sistema manifatturiero, rappresentando sia il comportamento statico e dinamico, e di estrarre i risultati di performance attraverso la simulazione. L’output quantitativo del modello di Petri è rielaborato tramite la capacità di fare inferenza delle Ontologie, offrendo all’utilizzatore dei risultati arricchiti. In conclusione, l’integrazione di queste due tecnologie supporta la modellazione, la simulazione e la valutazione delle performance di un sistema manifatturiero.

Towards the integration of ontologies and Petri nets for modelling and analysis of manufacturing systems

TROMBINI, LUCA;BONACINA, ELENA
2015/2016

Abstract

The context where European manufacturers of industrial systems operate has dramatically changed over recent years. One of the main causes of this transformation can be related to the Industry 4.0 trend. In particular, the research has concentrated on the cornerstones of this industrial revolution such as digitalisation and integration of information, simulation and modelling of manufacturing process and analysis and exploitation of data. The following project, to address these issues, aims to combine two different technologies: Petri Net models and Ontology models. The purpose of this work is to apply the two techniques in a combined way in order to obtain an enhanced framework able to model and evaluate the behaviour of manufacturing processes. Ontologies are a powerful instrument for the management of the knowledge and the data integration across different domains but they lack the ability to conduct performance analysis. This very same gap can be filled by Petri net, which enables to model a manufacturing system, representing both its static and dynamic behaviour, and to extract performance results through simulation. The quantitative output of Petri Net model is further re-elaborated by means of inference capability of Ontology, offering enriched results to the user. Therefore, the integration of these two technologies will support modelling, simulation, performance assessment of a manufacturing system.
ARENA, DAMIANO NUNZIO
KIRITSIS, DIMITRIS
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
21-dic-2016
2015/2016
Il contesto manifatturiero europeo è drammaticamente cambiato negli ultimi anni. Una delle cause principali di tale cambiamento può essere attribuita al trend dell’Industria 4.0. In particolare, la ricerca si è concentrata sui pilastri di digitalizzazione e integrazione delle informazioni, simulazione e modellazione del processo manifatturiero e analisi e utilizzo di tali dati, caratteristici di questa rivoluzione industriale. Questo progetto ha l’obiettivo di combinare due tecnologie differenti per affrontare tali questioni: le reti di Petri e le Ontologie. Lo scopo di questa tesi è applicare le due tecniche in una maniera combinata al fine di ottenere un mezzo con delle capacità superiori in grado di modellare e valutare il comportamento dei processi manifatturieri. Le Ontologie sono un potente strumento per la gestione della conoscenza e l’integrazione dei dati fra domini diversi, ma mancano della capacità di svolgere analisi di performance. Questa limitazione può essere colmata dalle reti di Petri, che consentono di modellare un sistema manifatturiero, rappresentando sia il comportamento statico e dinamico, e di estrarre i risultati di performance attraverso la simulazione. L’output quantitativo del modello di Petri è rielaborato tramite la capacità di fare inferenza delle Ontologie, offrendo all’utilizzatore dei risultati arricchiti. In conclusione, l’integrazione di queste due tecnologie supporta la modellazione, la simulazione e la valutazione delle performance di un sistema manifatturiero.
Tesi di laurea Magistrale
File allegati
File Dimensione Formato  
2016_12_Bonacina_Trombini.pdf

non accessibile

Descrizione: Testo della tesi
Dimensione 7.28 MB
Formato Adobe PDF
7.28 MB Adobe PDF   Visualizza/Apri

I documenti in POLITesi sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/131204